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什么是CFRP碳纖維復(fù)合材料

發(fā)布時間: 2023年04月12日

碳纖維加強聚合物復(fù)合材料（CFRP）是一種輕質(zhì)結(jié)實的材料，可用于制造我們?nèi)粘Ｉ钪惺褂玫亩喾N產(chǎn)品。它是一個術(shù)語，用于描述使用碳纖維作為重要結(jié)構(gòu)成分的纖維加強復(fù)合材料。應(yīng)該細(xì)致的是，CFRP中的“ P”也可以代表“塑料”而不是“聚合物”。

通常，CFRP復(fù)合材料使用熱固性樹脂，例如環(huán)氧樹脂，聚酯或乙烯基酯。盡管在CFRP復(fù)合材料中使用了熱塑性樹脂，但“碳纖維加強的熱塑性復(fù)合材料”通常以其首字母縮寫CFRTP復(fù)合材料情勢出現(xiàn)。

當(dāng)使用復(fù)合材料或在復(fù)合材料行業(yè)中使用時，了解術(shù)語和首字母縮寫很緊張。更緊張的是，有需要了解FRP復(fù)合材料的性能以及各種加強材料（例如碳纖維）的性能。

CFRP復(fù)合材料的性能

用碳纖維加強的復(fù)合材料不同于使用傳統(tǒng)材料（例如玻璃纖維或芳綸纖維）的其他FRP復(fù)合材料。CFRP復(fù)合材料的上風(fēng)包括：

重量輕:傳統(tǒng)的玻璃纖維加強復(fù)合材料使用延續(xù)的玻璃纖維和70%的玻璃纖維(玻璃重量/總重量)，通常密度為0.065磅每立方英寸。

同時，具有雷同的70％纖維重量的CFRP復(fù)合材料的密度通常為每立方英寸0.055磅。

加強的強度：碳纖維復(fù)合材料不僅重量更輕，而且每單位重量CFRP復(fù)合材料更結(jié)實，更硬。將碳纖維復(fù)合材料與玻璃纖維進(jìn)行比較時確實如此，與金屬相比則更是如此。

例如，當(dāng)將鋼與CFRP復(fù)合材料進(jìn)行比較時，一個比較好的經(jīng)驗法則是，強度雷同的碳纖維結(jié)構(gòu)通常是鋼的1/5。您可以想象為什么汽車公司正在研究使用碳纖維代替鋼。

在將CFRP復(fù)合材料與鋁（使用的最輕的金屬之一）進(jìn)行比較時，一個標(biāo)準(zhǔn)的假設(shè)是強度雷同的鋁結(jié)構(gòu)的重量可能是碳纖維結(jié)構(gòu)的1.5倍。

當(dāng)然，有許多變量可以改變這種比較。材料的等級和質(zhì)量可能會有所不同，對于復(fù)合材料，必要考慮制造工藝，纖維結(jié)構(gòu)和質(zhì)量。

CFRP復(fù)合材料的瑕玷

成本：盡管是令人驚訝的材料，但是有一個緣故原由不能在每一個應(yīng)用中都使用碳纖維。目前，CFRP復(fù)合材料在很多情況下都是成本過高的。根據(jù)當(dāng)前的市場狀態(tài)（供給和需求），碳纖維的類型（航空航天與商業(yè)級）以及纖維束的尺寸，碳纖維的價格可能會發(fā)生偉大轉(zhuǎn)變。

按磅計算的原始碳纖維價格可能比玻璃纖維高出5倍至25倍。當(dāng)將鋼與CFRP復(fù)合材料進(jìn)行比較時，這種差異甚至更大。

導(dǎo)電性:這可能是碳纖維復(fù)合材料的上風(fēng)，也可能是劣勢，這取決于應(yīng)用。碳纖維具有極高的導(dǎo)電性，玻璃纖維具有絕緣性。很多應(yīng)用使用玻璃纖維，而不能使用碳纖維或金屬，嚴(yán)酷來說是由于電導(dǎo)率。

例如，在公用事業(yè)行業(yè)，許多產(chǎn)品都要求使用玻璃纖維。這也是為什么梯子用玻璃纖維作為梯子扶手的緣故原由之一。假如玻璃纖維梯子與電線接觸，觸電的可能性會低得多。碳纖維加強塑料(CFRP)梯子的情況就不同了。

盡管CFRP復(fù)合材料的成本仍然很高，但是制造領(lǐng)域的新技術(shù)提高仍在繼承，以提供更具成本效益的產(chǎn)品。盼望在我們的一生中，我們能夠看到低成本的碳纖維廣泛應(yīng)用于消耗、工業(yè)和汽車領(lǐng)域。

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